组合的实验设计。(完全随机双因素析因设计)【统计见多因素方差分析】 其实和上面的是一样的,只不过X从实验处理变成了处理水平组合 如典型的3×2完全随机化双因素实验设计 R Xa1Xb1 O1 R Xa1Xb2 O2 R Xa2Xb1 O3 R Xa2Xb2 O4 R Xa3Xb1 O5 R Xa3Xb2 O6
主效应:指每个自变量单独引起的因变量的变化。
简单效应:指一个自变量的各个水平在另一个自变量的某个水平上的效应。
交互作用效应:指当一个自变量对因变量的影响大小因其他自变量的水平不同而有所不同时,所产生的交互作用影响因变量的结果。
研究者可以考察各个自变量交互作用对因变量的影响效应(交互作用),考察各个自变量对同一因变量的影响效应(主效应),考察一个因素的各个水平在另一个因素的某个水平上的效应(简单主效应,或单纯的主效应) 。
多因素方差分析:如果方差分析结果表明交互作用不显著,需要检验每个因素的主效应; 如果交互作用显著,不必进行主效应检验,而要进行简单主效应分析。 随机化区组设计
和前面那个基本一样,主要是接受实验处理的被试不同,是将同一实验组中或被试组中被试按不同特质水平分成的小组,并且每一区组接受所有不同的处理。
区组是指在同一实验组或被试组中被试(通过匹配)按不同特质水平分成的小组,每一区组内被试的人数分配有三种情况:(1)一名被试作为一个区组,(所有被试均接受全部处理,即被试内设计,在接受处理的顺序上采用随机化法或拉丁方设计);(2)每个区组内的被试人数是实验处理的整数倍;(3)区组内以一个团体为单位。 随机区组设计的目的在于使区组内的被试差异尽量缩小,而区组之间的差异依据设计要求而定。区组的原则是同一区组内的被试尽量在某种特质上属性相同。 随机区组设计的基本方法:首先将被试在无关变量上进行匹配,然后将选择好的每组同质被试随机分配,每个被试接受一个实验处理的结合。可以看出,每一区组应该接受全部实验处理,每一种实验处理在不同区组中重复的次数应该完全相同。
优点:考虑到个体差异对实验结果的影响,并在统计分析时将这种影响从组内误差中分离出来,节省了大量的试验被试,省时省力。 局限:主要是划分区组有一定困难。
补充: 小样本设计
是被试内设计的一种变式,实验时它向人数较少的被试或单个被试呈现自变量的不同水平或处理方式。由于测验的被试人数很少,因此需要在相当经济和高度控制的试验中对每一个被试进行大量观察,并进行记录。
心理学的典型实验是测量大样本的行为,这是因为大样本能够消除被试个体差异对因变量产生的影响。然而在特殊情况下,比如临床心理学家希望确定某个治疗的效果却又只有一两个患者,或像心理物理学实验那样极端费时且个体差异无影响时,心理学家也会采用与之相反的实验模式------小样本设计
从类型上说,AB,ABA,ABAB是小样本设计中比较常见的,而ABBA一般不与这些设计做比较。 AB设计就是单组前测后测设计。A是被试的基线水平,B是实验处理后的成绩,可见AB设
计的缺点在于无法知道B成绩的提高是否是由实验处理引起的。因此解决的办法是,设立控制组(变成大样本设计)或者用ABA设计。 ABA设计(反向设计)。第一个A是基线水平,B是实验处理后的成绩,第二个A的作用是去除B阶段中其他因素影响行为的可能性,不再使用任何自变量,以观察行为是否返回到原来的基线水平。如果成绩恢复到原先的基线水平,从而得知实验处理是有效的。 多基线设计
在多基线设计中,首先要对被试的基线水平进行测量,然后对被试的某一行为,或某个被试实施干预,研究者期望所干预的特定被试或特定行为会表现出我们所预想的变化,当这种变化稳定之后,相同的干预被用于第二个行为或被试,直到所有的行为或被试都接受了相应的干预为止。如果每一个被试或行为都表现相应的所期望的变化,则证明这种干预是有效的。 我们注意到,多基线设计实质上是引入相同干预的一系列A-B设计。 (五)实验研究的效度
实验效度是指实验方法能达到实验目的的程度,也就是实验结果的准确性和有效性程度。 1、内部效度 是指实验中的自变量与因变量之间因果关系的明确程度。换句话说就是自变量而不是其他因素引起了因变量的变化,那么这个实验就具有较高的内部效度。所以,内部效度与无关变量的控制有关。 影响因素:(1)主试—被试间的相互作用:要求特征和实验者效应。(控制方法:双盲实验法);(2)统计回归:向常态分布的平均数回归。对有极端特性的被试有较大影响。(控制方法:匹配法和协方差分析);(3)被试的一些固有的和习得的差异,如性别、年龄、经验、个性等都对研究存在一定的影响。(4)还有被试的亡失(随机分配);(5)此外还有选择(控制方法:随机选择和分配被试);(6)测验(练习、临场经验等);(7)成熟(即被试身心的成熟);(8)历史(即实验时间跨度中所发生的会影响实验结果的事);(9)仪器的使用;(10)上述诸多因素的交互作用等。 如果在一项实验研究中,由于上述种种原因造成了严重的混淆,导致自变量的操纵和变化没有引起因变量相应的变化,那么实验就会出现零结果。因此,如果零结果不是真正意义上说明自变量和因变量毫无关系,那么就必然提示了实验的内部效度存在大问题。 2、外部效度 指实验结果能够普遍推论到样本的总体和其他同类现象中去的程度,即实验结果的普遍代表性和适用性,研究者也将之称为生态效度。主要有以下三个方面的影响 影响外部效度的因素:(1)实验环境的人为性(2)被试样本缺乏代表性(3)测量工具的局限性。
内部效度与外部效度的关系:实验的内部效度和外部效度是相互联系、相互影响的。提高实验内部效度的措施可能会降低其外部效度,而提高实验外部效度的措施又可能会降低其内部效度。一般而言可以在保证实验内部效度的前提下,适当采取措施提高外部效度。 3、构思效度(想法靠不靠谱,转换成实验价值有多大)
它是指实验研究假设和测量指标的理论构思及其操作化问题,即理论构思及其转换的有效性。构念效度直接决定了研究者的设想能不能以实验的形式表现出来。 好的构思效度应该是:(1)来源具有合理性;(2)具有一定的独特性;(3)研究的理论构思结构严谨、清晰明确,有一定的层次;(4)要对实验研究中的自变量和因变量给出严格的操作定义,并对自变量的操作水平和因变量的测量指标做出明确的界定;(5)在研究中也要选取多种指标,运用多种方法,从不同角度出发进行多维的分析和构思,以提高研究的构念效度。
影响因素:理论构思的代表性问题(过宽或过窄),具体而言有(1)操作化前对构思的分析
不够完整;(2)单一操作的偏差;(3)单一方法的偏差;(4)被试的要求特征;(5)被试对评价的不安感(社会赞许性的影响);(6)实验者的期望效应;(7)混淆构思和构思层次;(8)不同处理间的交互影响;(9)测验与实验处理的交互影响;(10)构思与构思之间有限制的推广力。 4、统计结论效度 是有关决定实验处理效应的数据分析程序的有效性和准确性。统计程序的有效性涉及研究误差的变异来源和如何恰当运用统计显著性检验的问题。例如,如果研究的样本较小时,采用统计显著性水平作出推论则是很危险的。因为小样本时,样本成分和测量都波动比较大,具有不稳定性。
有两方面条件都能影响到统计程序的有效性。一是数据的质量,包括数据的类型、分布和量表特征等。它们决定了该采用何种统计分析程序来对数据进行分析才是正确的。例如,如果数据是计数型数据应采用参数检验,如果数据是计量型的则应采用非参数检验。二是统计检验的假设。数据分析中所采用的各种统计方法都有其明确的统计检验假设。在一项实验研究中,如果所得到的数据特征不能满足某种统计分析程序所要求的统计检验假设,那么就不能运用该统计方法进行数据分析,否则必然影响统计结论的效力。 影响因素:(1)统计检验力低;(2)所采用的统计方法依据的各种假设条件满足的程度;(3)多重比较和误差变异;(4)测量工具的信度;(5)实验处理执行的信度,即主试对实验设计要求遵守的程度;(6)实验环境中,不确定非相关事件的影响;(7)被试的随机变异 实验研究的信度
实验信度是指实验结论的可靠性和前后一致性程度。 可靠性即如果再重复实验,其结果是否与第一次相同。 考察实验信度的方法:推断统计和实验验证
实验验证方法包括:直接验证、系统验证和概念验证
直接验证就是重复验证;系统验证就是引入原来未加控制的变量; 概念验证是在某种程度上与原先设计有很大不同。
后记
这一章经常会拿来考大题,实验设计是实验心理学的核心,所以重要性也不言而喻了。这一章很多内容要记,也不是那么简单的是,光靠机械记忆是很难背下来的,即便背下来也未必能灵活运用,所以这里要注意其中的逻辑,从非实验到准实验到真实验,其实是层层递进的关系,刚开始就像基本实验逻辑中的那样,只有后测,后面才慢慢完善起来,其中各种实验和变量的控制间都是有逻辑关系的,只要把握住了,形成组块,就很好记了。 介绍
美国心理学家罗森塔尔等人于1968年做过一个著名实验。他们到一所小学,在一至六年级各选三个班的儿童进行煞有介事的“预测未来发展的测验”,然后实验者将认为有“优异发展可能”的学生名单通知教师。其实,这个名单并不是根据测验结果确定的,而是随机抽取的。它是以“权威性的谎言”暗示教师,从而调动了教师对名单上的学生的某种期待心理。8个月后,再次智能测验的结果发现,名单上的学生的成绩普遍提高,教师也给了他们良好的品行评语。这个实验取得了奇迹般的效果,人们把这种通过教师对学生心理的潜移默化的影响,从而使学生取得教师所期望的进步的现象,称为“罗森塔尔效应”,习惯上也称为“皮格马利翁效应”(皮格马利翁是古希腊神话中塞浦路斯国王,他对一尊少女塑像产生爱慕之情,他的热望最终使这尊雕像变为一个真人,两人相爱结合)。
三、反应时法(一般1道选择题,10年考过简答)
(一)反应时概述 1.反应时的含义
反应时不是指执行反应的时间,而是指刺激施于有机体之后,到明显反应开始所需要的时间; 反应时起源于德国天文学家贝塞尔的人差方程;赫尔姆霍兹实施了第一个反应时实验并且成功测定蛙的神经传导速度为(26m/s),人的神经传导速度60m/s,将反应时正式引入心理学的是荷兰心理学家唐德斯(ABC减数法),之后斯腾伯格又提出了加因素法。 2.反应时的种类
A反应时(简单反应时):一个刺激一个反应,即给被试呈现单一的刺激,同时,要求他们只做单一反应,这时刺激—反应之间的时间间隔。只包括基线时间。(运动员听发令枪起跑) 生物墙,即刺激强度较弱时,反应时间较长,且随强度增加,反应时会缩短,到一定程度时,反应时会停留在某一水平。
听反应时快不过100ms(生物墙),视反应时快不过0.15s(视网膜积累能量)
一般而言:触觉的反应时<听觉反应时<视觉反应时;联合刺激比单一刺激的反应时更短。 B反应时(选择反应时):多个刺激,多个反应,即呈现两个或两个以上刺激,每个刺激都有它相应的反应,要求被试针对某个刺激做出相应的特定反应。(右手红光,左手绿光)【包括基线时间,选择时间和辨别时间】 C反应时(辨别反应时):多个刺激,一个反应,即呈现两个或两个以上刺激,只要求被试对一个刺激作出反应,对其它刺激不反应。(出现多种光,但红光你才按)【包括基线时间和刺激辨别时间】
所以C-A得到辨别时间,B-C得到选择时间,唐德斯就是用这种方法分解心理加工过程的,也是这个实验的精髓。
要注意速度——准确性的权衡(SAT),以保证实验信度。 反应时实验有两个基本的因变量,即速度和准确性。反应时实验中的一个突出问题就是反应速度和反应准确性的反向关系,这使得我们必须在他们之间做出权衡。 (二)反应时的影响因素
刺激变量的影响(外部因素) 1、刺激类型(触<听<视)
2、刺激强度(随强度增大反应时减少,但达到最低反应时后就不再减少了) 3、复杂程度(越复杂反应时间越长)
4、刺激呈现方式(偏离视野中心的距离越长反应时越长)【正下方反应时最短,右上和左上反应时最长】
机体变量的影响(内部因素)
1、适应水平(越适应反应时越短)
2、准备状态(预备时间太短太长都不利于反应时,最佳预备时间是1.5S) 3、练习次数(练习次数越多反应越快,最后趋近于一个稳定值) 4、动机(惩罚最快,然后是激励,常态最慢)
5、年龄因素和个体差异(25岁前反应时随年龄增长而减少,学前期儿童反应时很不稳定,且不易得到较快的反应。7~8岁儿童反应时减少明显;25岁后反应时逐渐增长;60岁以后开始有较大增长)
6、酒精及药物作用(酒精影响中枢神经,反应时变慢)【镇定剂反应变慢,兴奋剂反应变快,致幻剂会使人产生幻觉】 (三)反应时技术
1.减法反应时技术
减数法乃是一种用减数将反应时间分解成各个成分,然后用来分析加工过程。 唐德斯减数法(前面讲过) 实验逻辑:如果一种作业包含另一种作业所没有的某个特定的心理过程,且除此之外二者在其他方面均相同,那么这两种反应时的差即为此心理过程所需的时间。 应用:心理旋转实验(库柏和谢波德)
选取不同的字母或数字作为实验材料,如R,J,2,5。将材料取正面或反面以及每面六种不同的倾斜角度随机呈现给被试,让其判断是正写的还是反写的字母或数字,并在反应之后记录反应时间。
结果:不同旋转角度的图形的辨认时间不同,180度反应时最长,0和360度反应时最短, 结论:辨认图形时首先将倾斜不同角度的图形的表象加以旋转直至正立位置,然后再进行辨认,这就造成了不同旋转角度的辨认时间不同。 证明短时记忆视觉编码的实验(波斯纳)
过去人们认为短时记忆的编码方式是听觉,这个实验用减数法证明短时记忆也存在视觉编码。实验安排两种材料:一种形同音同的两个字母AA;另一种是形状不同但读音相同的Aa。并安排同时呈现和继时呈现两种模式,而继时呈现有多种时间间隔。要求被试判定所呈现的两个字母是否相同并按键反应。记录反应时间。 结果:同时呈现时形同音同的两个字母的反应时小于形异音同的两个字母的反应时;继时呈现时,随着两个字母呈现间隔增加,形同音同的字母对的反应时间急剧增加;而形异音同的字母对的反应时变化不大。
结论:短时记忆的信息编码先时视觉,而后逐渐过渡为听觉编码。 句子—图画匹配实验(克拉克和蔡斯)【杨P148】
给被试看一个句子,紧接着看一幅图画(星形在十字之上)然后让被试尽快判定此句子是否真实。介词可以是之上,之下,句子可以是肯定或否定。句子在匹配图画时要经过三个加工阶段,1、句子转换为深层结构,之下的加工长于之上的加工,对否定句加工长于肯定句。2、把图像转换为命题3、两者进行比较。 2.加法反应时技术
斯滕伯格发展了减数法,加法法是减数法的延伸,认为完成一个作业所需时间是一系列信息加工阶段分别需要的时间的总和(不就是把减数法反过来说),但前提是信息加工是序列加工而不是平行加工。
实验逻辑:如果两个因素相互制约(有交互作用),那么他们作用于同一加工阶段
如果两个因素相互独立(没有交互作用),那么他们作用于不同加工阶段
短时记忆的信息提取(斯滕伯格) 先给被试看1~6个数字(识记项目),然后再呈现一个数字(测试项目),请被试判定其是否为刚才识记过的,同时开始计时,要求被试按键作出是或否的反应,计时也随即停止。这样就可以确定被试能否提取以及提取所需的时间(反应时间)。通过一系列的实验,斯滕伯格从反应时的变化上确定了对提取过程有独立作用的四个因素,即测试项目的质量(优质的或低劣的)、识记项目的数量、反应类型(肯定的或否定的)和每个反应类型的相对频率。我们可从四个阶段对发现四个独立因素的实验逐一进行分析。根据实验中发现的这四个独立因素,斯滕伯格认为短时记忆信息提取过程包含相应的四个独立加工阶段,即刺激编码阶段、顺序比较阶段、二择一的决策阶段和反应组织阶段。 3.开窗技术
能够比较直接地测量每个加工阶段的时间,而且也能比较明显地看出这些加工阶段,那就好像打开窗户一览无遗了。所以称为开窗实验,是加因素法的变式。